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豫西某高硫低铜铁矿石铜硫尾矿选铁试验
2015-01-16
铁品位为26. 06%的铜硫浮选尾矿中残存有少量难浮磁黄铁矿,弱磁选回收其中的磁铁矿时,该部分磁 黄铁矿因磁性较强而进入铁精矿中,导致铁精矿硫含量严重超标。为了获得合格铁精矿,对铜硫浮选尾矿弱磁选铁 精矿进行了反浮选脱硫试验研究。结果表明,采用1 粗1 精1 扫、中矿顺序返回闭路流程处理铁品位为63. 14%、硫含 量达2. 05%弱磁选精矿,最终获得了铁品位为64. 53%、含硫0. 28%、铁回收率为47. 09% 的合格铁精矿。弱磁选铁 精矿反浮选脱硫效果良好,可作为现场改造的依据。
Series No. 463 ꢀ Januaryꢀ 2015 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 总第 463期 METAL MINE 2015 年第 1 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 豫西某高硫低铜铁矿石铜硫尾矿选铁试验 1 ,2,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 吕ꢀ 良 ꢀ 马ꢀ 驰 ꢀ 郭珍旭 ꢀ 岳铁兵 ꢀ 李文军 ꢀ 刘ꢀ 磊 ( 1. 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南 郑州 450006;2. 国土资源部多金属矿评价与 综合利用重点实验室,河南 郑州 450006;3. 东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) 摘ꢀ 要ꢀ 铁品位为 26. 06% 的铜硫浮选尾矿中残存有少量难浮磁黄铁矿,弱磁选回收其中的磁铁矿时,该部分磁 黄铁矿因磁性较强而进入铁精矿中,导致铁精矿硫含量严重超标。 为了获得合格铁精矿,对铜硫浮选尾矿弱磁选铁 精矿进行了反浮选脱硫试验研究。 结果表明,采用 1 粗 1 精 1 扫、中矿顺序返回闭路流程处理铁品位为 63. 14% 、硫含 量达 2. 05% 弱磁选精矿,最终获得了铁品位为 64. 53% 、含硫 0. 28% 、铁回收率为 47. 09% 的合格铁精矿。 弱磁选铁 精矿反浮选脱硫效果良好,可作为现场改造的依据。 关键词ꢀ 弱磁选精矿ꢀ 磁铁矿ꢀ 磁黄铁矿ꢀ 反浮选脱硫 + + ꢀ ꢀ 中图分类号ꢀ TD924. 1 2,TD923 . 7ꢀ ꢀ 文献标志码ꢀ Aꢀ ꢀ 文章编号ꢀ 1001-1250(2015)-01-154-03 Iron Recovery from Copper and Sulfur Flotation Tailings of a High Sulfur and Low Copper Iron Ore in Western Henan 1 ,2,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Lu Liang ꢀ Ma Chi ꢀ Guo Zhenxu ꢀ Yue Tiebing ꢀ Li Wenjun ꢀ Liu Lei (1. Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Zhengzhou 450006,China; 2. Key Laboratory of Evaluation and Multipurpose Utilization of Polymetallic Ore of Ministry of Land and Resources, Zhengzhou 450006,China;3. College of Resources and Civil Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,China) Abstractꢀ There is little difficult-to-float pyrrhotite residual in copper and sulfur flotation tailings with iron grade of 26. 06% ,which will go to iron concentrate for its high magnetism during low intensity magnetic separation process,and cause sulfur content beyond the standard. In order to achieve qualified iron concentrate,desulfuration of iron concentrate from low in- tensity magnetic separation(LIMS) by reverse flotation is conducted. Results show that,through closed circuit process of one roughing-one cleaning-one scavenging and middles back to the flow-sheet in turn to deal with LIMS concentrate with 63. 14% iron and 2. 05% sulfur,qualified iron concentrate with iron grade of 64. 53% ,sulfur grade of 0. 28% and iron recovery of 47. 09% is achieved. Desulfuration of reverse flotation for LIMS iron concentrate has good index and can provide reference for on-site process transformation. Keywordsꢀ LIMS iron concentrate,Magnetite,Pyrrhotite,Desulfuration by reverse flotation ꢀ ꢀ 豫西某高硫低铜铁矿石铜、硫、铁品位分别为 . 33% 、9. 84% 、28. 54% ,现场采用抑硫浮铜—铜尾 文献[1]表明,铜硫浮选尾矿铁品位为 26. 06% , 0 主要铁矿物有磁铁矿,磁黄铁矿、赤褐铁矿及黄铁矿 少量,进一步的探索试验表明,赤褐铁需细磨深选才 能获得铁品位为 60% 以上的铁精矿,但回收率很低, 没有经济价值,因此,试验将仅研究磁性铁的回收。 矿活化浮硫—浮硫尾矿弱磁选铁的工艺流程,获得的 铜精矿铜品位为 18. 75% 、回收率为 58. 57% ,硫精矿 硫品位为 38. 89% 、回收率为 88. 26% ,铁精矿铁品位 为 60. 57% 、回收率为 36. 56% 、含硫为 2. 37% 。 现场 铁精矿硫含量严重超标,影响生产的正常进行。 为改 变生产、经营上的被动局面,对该矿石进行了选矿试 验研究,铜硫回收试验研究情况在文献[1]中进行了 报道,本研究将介绍选铁试验情况。 1ꢀ 铜硫浮选尾矿弱磁选选铁 弱磁选选铁的给矿为铜硫浮选试验的尾矿,试验 确定的 1 次弱磁粗选磁场强度为 95. 54 kA/ m,试验 结果见表 1。 收稿日期ꢀ 2014-10-11 基金项目ꢀ 中国地质调查局地质调查工作项目(编号:12120113088600)。 作者简介ꢀ 吕ꢀ 良(1978—),男,工程师,博士研究生。 · 154· ꢀ ꢀ ꢀ 吕ꢀ 良等:豫西某高硫低铜铁矿石铜硫尾矿选铁试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2015 年第 1 期 表 1ꢀ 弱磁粗选试验结果 Table 1ꢀ Results of rough low intensity magnetic separation % 品ꢀ 位 回收率 产ꢀ 品 产ꢀ 率 Fe S Fe S 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 21. 99 78. 01 63. 14 15. 61 26. 06 2. 05 0. 29 0. 68 53. 28 46. 72 66. 29 33. 71 铜硫浮选尾矿 100. 00 100. 00 100. 00 ꢀ ꢀ 从表 1 可见,弱磁选精矿铁品位达 63. 14% 、硫 图 1ꢀ 弱磁选精矿显微镜下照片 含量占 2. 05% ,铁品位略高于现场铁精矿铁品位,硫 品位虽低于现场铁精矿硫品位,但仍大大超出合格铁 精矿硫含量要求。 因此,对弱磁选铁精矿开展降硫研 究很有必要。 Fig. 1ꢀ Photo of LIMS iron concentrate under microscope 3 3 ꢀ 脱硫反浮选试验结果与讨论 . 1ꢀ 活化剂种类试验 磁黄铁矿表面易氧化是影响其上浮的根本原因, 2 ꢀ 弱磁选精矿的性质与硫含量超标原因分析 因此,选择合适的活化剂是提高脱硫效果的关键。 活化剂种类试验采用 1 次粗选流程,试验固定捕 收剂异戊基黄药用量为 3 000 g / t,2 号油为 60 g / t,试 2 . 1ꢀ 主要化学成分分析 弱磁选精矿主要化学成分分析结果见表 2。 表 2ꢀ 弱磁选精矿主要化学成分分析结果 Table 2ꢀ Main chemical analysis results of LIMS iron concentrate 验的铁精矿指标见表 4。 表 4ꢀ 活化剂种类试验铁精矿指标 % Table 4ꢀ Iron concentrate index of various activators tests 成ꢀ 分 Fe 63. 14 As S SiO 2. 14 Na 0. 02 2 MgO 4. 70 Cu Al O 2 3 活 化 剂 产ꢀ 率 硫品位 硫回收率 含ꢀ 量 成ꢀ 分 含ꢀ 量 2. 05 Zn 0. 81 Pb O 名ꢀ 称 用量 / (g/ t) / % / % / % 2 0. 04 0. 04 0. 01 0. 01 不添加 硫ꢀ 酸 93. 33 86. 83 86. 50 84. 90 1. 68 0. 75 0. 92 0. 66 65. 06 27. 02 33. 02 26. 19 2 000 2 000 1 500 ꢀ ꢀ 从表 2 可见,弱磁选精矿的主要杂质成分为 S、 草ꢀ 酸 SiO2 、MgO、Al2 O3 等,其余成分含量均较低。 氟硅酸钠 2 . 2ꢀ 铁物相分析 ꢀ ꢀ 从表 4 可见,氟硅酸钠脱硫效果较好,因此,选择 弱磁选精矿铁物相分析结果见表 3。 表 3ꢀ 弱磁选精矿铁物相分析结果 氟硅酸钠为活化剂。 3 . 2ꢀ 氟硅酸钠用量试验 Table 3ꢀ Iron phase analysis of LIMS iron concentrateꢀ % 氟硅酸钠用量试验的异戊基黄药用量为 3 000 铁物相 磁铁矿中的铁 赤褐铁 含ꢀ 量 57. 60 0. 13 分布率 91. 22 0. 21 g / t,2 号油为 60 g / t,试验的铁精矿指标见表 5。 表 5ꢀ 氟硅酸钠用量试验铁精矿指标 Table 5ꢀ Iron concentrate index on dosage of sodium fluosilicate 磁黄铁矿中的铁 黄铁矿中的铁 硅酸铁 2. 61 4. 14 0. 34 0. 54 1. 21 1. 92 碳酸铁 1. 24 1. 97 用量/ (g/ t) 50 500 50 产率/ % 硫品位/ % 硫回收率/ % 总ꢀ 铁 63. 13 100. 00 2 87. 05 86. 40 85. 99 85. 89 84. 90 1. 13 1. 09 0. 77 0. 74 0. 66 45. 35 44. 34 30. 94 26. 53 26. 19 ꢀ ꢀ 由表 3 可见,弱磁选精矿中主要铁矿物为磁铁 7 矿,磁黄铁矿、硅酸铁、碳酸铁和黄铁矿等少量,硫主 要赋存在磁黄铁矿和黄铁矿中,以磁黄铁矿为主。 1 1 000 500 2 . 3ꢀ 硫含量超标原因分析 ꢀ ꢀ 从表 5 可见,随着氟硅酸钠用量的增加,铁精矿 弱磁选精矿中磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等主要 硫品位和硫回收率呈先快后慢的下降趋势。 综合考 虑,确定氟硅酸钠用量为 750 g / t。 矿物单体解离程度均较高,硫超标的主要原因是铁精 矿中磁黄铁矿含量较高。 这些磁性较强、粒度在 0. 1 3 . 3ꢀ 异戊基黄药用量试验 ~ 0. 005 mm(以 0. 02 mm 左右为主)的磁黄铁矿,在 异戊基黄药用量试验的氟硅酸钠用量为 750 铜硫混浮作业中属于难活化、难捕收矿物(见图 1)。 探索试验证明,一味加强铜硫混浮作业的脱硫效果, 既不高效、也不经济。 因此,有必要开展弱磁选铁精 矿反浮选脱硫研究。 g / t,2 号油为 60 g / t,试验的铁精矿指标见表 6。 从表 6 可见,增加异戊基黄药用量,铁精矿硫品 位和 回 收 率 下 降。 因 此, 确 定 异 戊 基 黄 药 用 量 为 3 000 g / t。 · 155· 总第 463 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2015 年第 1 期 表 6ꢀ 异戊基黄药用量试验铁精矿指标 Table 6ꢀ Iron concentrate index on dosage of sodium isoamylxanthate 精矿。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 用量 / (g/ t) 产率 / % 94. 38 91. 03 89. 24 87. 61 85. 99 硫品位/ % 1. 65 硫回收率/ % 72. 43 [ 1]ꢀ 吕ꢀ 良,马ꢀ 驰,郭珍旭,等. 豫西某高硫低铜铁矿石铜硫回收 5 8 00 00 试验[J]. 金属矿山,2014(11):62-66. 1. 41 59. 70 Lu Liang,Ma Chi,Guo Zhenxu,et al. Recovery of copper and sul- phur from polymetallic iron ore with high sulphur and low copper content[J]. Metal Mine,2014(11):62-66. 1 2 3 300 000 000 1. 15 47. 73 0. 98 39. 91 0. 77 30. 94 [ [ 2] ꢀ 马华麟. 现代铁矿石选矿[ M]. 合肥:中国科学技术出版社. 4 ꢀ 闭路试验 在条件试验和开路试验基础上拟定了图 2 所示 2009. Ma Hualin. Modern Mineral Processing of Iron Ores[M]. Hefei:U- niversity of Science and Technology China Press,2009. 的闭路试验流程,试验结果见表 7。 3]ꢀ 廖瑞虎,蔡正安. 采用 MHHꢁ1 活化铁矿粉中磁黄铁矿的生产实 践[J]. 化工矿物与加工,2008(10):8-9. Liao Ruihu,Cai Zheng′an. Production practice of activation of pyr- rhotite in iron ore powder using MHH-1 activator[J]. Industrial Min- erals & Processing,2008(10):8-9. [ 4]ꢀ 廖ꢀ 祥,刘艳杰,许ꢀ 蕊,等. 福建某超贫磁铁矿弱磁精反浮选 提铁降硅试验[J]. 金属矿山,2013(5):75-77. Liao Xiang,Liu Yanjie,Xu Rui,et al. Experiments on reverse flota- tion of concentrate of low intensity magnetic separation for iron in- creasing and silicon reducing of ultra-low-grade magnetite in Fujian [ J]. Metal Mine,2013(5):75-77. [ 5]ꢀ 于慧梅,王化军. 包钢选厂高硫磁选铁精矿反浮选脱硫试验研 究[J]. 金属矿山,2012(1):63-66. 图 2ꢀ 反浮选脱硫闭路流程 Fig. 2ꢀ The closed-circuit test flow-sheet of desulfuration of reverse flotation 表 7ꢀ 反浮选脱硫闭路试验结果 Yu Huimei,Wang Huajun. Experimental research on desulphuriza- tion of high sulphur iron concentrate from Baogang Concentrator by reverse flotation[J]. Metal Mine,2012(1):63-66. Table 7ꢀ The closed-circuit test results of desulfuration of reverse flotation [ [ 6]ꢀ 孙ꢀ 放. 某含铜硫磁铁矿石合理选矿工艺研究[ J]. 金属矿山, % 2 012(10):70-74. 品ꢀ 位 回收率 Sun Fang. Suitable dressing process of a magnetite ore with copper and sulfur[J]. Metal Mine,2012(10):70-74. 产ꢀ 品 产ꢀ 率 Fe S Fe S 铁精矿 19. 02 2. 97 64. 53 54. 27 15. 61 26. 05 0. 28 13. 37 0. 29 0. 68 47. 09 6. 19 7. 83 58. 46 33. 71 100. 00 7]ꢀ 程建忠,刘占全,耿郑州,等. 高硫磁铁矿浮选脱硫工艺及机理 研究现状[J]. 矿产保护与利用,2013(5):51-54. 高硫杂质 弱磁选尾矿 78. 01 铜硫浮选尾矿 100. 00 46. 72 100. 00 Cheng Jianzhong, Liu Zhanquan, Geng Zhengzhou, et al. Research status on flotation desulfurization process and mechanism of high sul- fur-contained magnetite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources,2013(5):51-54. ꢀ ꢀ 由表 7 可见,采用图 2 所示的闭路试验流程,可 获得铁品位为 64. 53% 、 含硫 0. 28% 、 铁回收率为 7. 09% 的合格铁精矿。 4 [8]ꢀ 牛艳萍,许洪峰. 多金属高硫磁铁矿的选矿试验研究[J]. 有色 金属:选矿部分,2009(2):23-25. 5 ꢀ 结ꢀ 语 1)铁品位为 26. 06% 的铜硫浮选尾矿中的主要 Niu Yanping,Xu Hongfeng. Study on experiment of multi-metal high sulphur magnetite ore [ J]. Nonferrous Metals: Mineral Processing Section,2009(2):23-25. ( 铁矿物为磁铁矿,赤褐铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿少量, 有回收价值的铁矿物为磁铁矿。 [ [ 9]ꢀ 孟光栋,赵通林. 伊朗含硫磁铁矿选矿工艺研究[J]. 中国矿业, 013(11):104-106. ( 2)铜硫浮选尾矿经弱磁选,获得的铁精矿铁品 2 位达 63. 14% 、硫含量占 2. 05% ,主要含硫矿物为磁黄 铁矿,这些磁黄铁矿大多在铜硫混浮时难以上浮,在铜 硫混浮作业去强化它们的上浮,既不经济、效果也不 好。 因此,选择对弱磁选铁精矿进行反浮选降硫。 Meng Guangdong,Zhao Tonglin. Study on beneficiation of high-sulfur iron ore in Iran[J]. China Mining Magazine,2013(11):104-106. 10]ꢀ 胡海祥,李ꢀ 广,刘ꢀ 俊,等. 某铜硫铁复杂多金属矿分选新工 艺试验研究[J]. 矿山机械,2012(9):87-91. Hu Haixiang,Li Guang,Liu Jun,et al. Experimental study on new beneficiation technology for a multi-metal ore bearing copper sulfur and iron[J]. Mining & Processing Equipment,2012(9):87-91. ( 3)试验采用 1 粗 1 精 1 扫、中矿顺序返回闭路 浮 选 流 程 处 理 弱 磁 选 精 矿, 可 获 得 铁 品 位 为 4. 53% 、含硫 0. 28% 、铁回收率为 47. 09% 的合格铁 6 (责任编辑ꢀ 罗主平) · 156·
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